典型环境微界面及其对污染物环境行为的影响

环境微界面是影响污染物转移转化的最基本要素之一,污染物的非均相微界面作用过程也是认识和解决环境问题的重要基础.因此,对环境微界面及其作用机制的深入研究与探索,对环境科学与技术的发展具有重要意义.本文以已有相关研究为基础,初步总结和归纳了典型环境微界面所涉及的主要内容、基本过程及其对污染物环境行为的影响.从典型微界面的交互作用、污染物在微界面间的转移、污染物在微界面的反应等方面,阐述了污染物的微界面环境行为,介绍了基于环境微界面过程的污染控制与净化原理及技术特征.同时,对环境界面问题的研究重点和方向作了简要展望.     

系统工程视野下的再生水饮用回用安全保障体系构建

再生水是就地可取、稳定可靠的城市第二水源.再生水饮用回用（补充水源）技术经济性可行,是解决城市缺水问题的重要途径和构建可持续水循环系统的重要组成部分.作为具有复杂系统特征的非传统供水工程,再生水饮用回用的关键是保障水质安全稳定和系统可靠高效运行,因此需要构建包括水质安全管理、健康风险评价和多重屏障工程措施在内的安全保障体系.水质安全管理方面需建设包括制订科学的饮用回用水质标准和再生水处理工艺要求,建立针对再生水处理工艺和饮用回用全系统的危害分析关键控制点管理（HACCP）体系,并加强水质安全监管和认证.健康风险评价方面需开展全方位、统筹性和持续性的化学污染物和微生物风险评价方法.工程措施方面需建设包括源头控制、再生水厂净化、环境缓冲和饮用水厂净化在内的多重屏障系统,以确保水质安全.在多重屏障系统中,再生水厂是保障饮用回用水质安全的核心环节,“反渗透-高级氧化”和“臭氧-生物活性炭”是再生水处理的可行工艺.今后需深入、持续开展新兴高风险污染物控制技术、再生水环境储存和饮用回用模式等方面的研究.      

特别选题:环境微界面过程与污染控制序

长期以来,人们主要关注的是污染物的均相环境过程,这一点在大气污染化学和水污染化学的研究中尤其明显。然而近年来,人们开始关注环境中的非均相反应过程,从相对微观的尺度思考和探索环境的微界面问题,并从不同的视角不断认识和揭示这一过程在环境污染及其控制中的作用和意义。1997年,由荷兰科学家L.K.Koopal教授发起设立了Interfaces Against Pollution两年一次的系列国际会议,形成了全球范围内有关科学研究组织和科学家探讨和交流环境界面问题的重要平台。中国科学院生态环境研究中心汤鸿霄院士在我国首次提出环境微界面的概念,并于2003年主编了《环境科学学报》之“环境微界面过程研究论文专辑”,为该专辑作序并发表了“环境纳米污染物与微界面水质过程”的研究论文,对环境纳米微界面问题给出了全面和准确的内涵,进而开启了我国在此方面的系统性研究工作。基于汤鸿霄院士提出的环境微界面内涵和思想,2006年中国科学院生态环境研究中心组织了“环境微界面过程与污染控制”创新研究群体,得到国家自然科学基金委员会的资助。群体的研究目标是深入探索污染物在环境微界面的转移转化机制与控制原理,力争在复杂条件下微界面的定量化表征、污染物在环境微界面的转移转化规律及复合效应、基于微界面原理的环境过程调控等方面取得科学与技术突破。该研究群体的建立及深入开展相关的研究工作,将有力推动我国环境微界面理论和技术的研究进展,也将不断培养本研究方向的专业化高级人才。在过去的2年里,该研究群体在不同环境微界面特征及过程表达、污染物在典型介质和界面变化行为的原位观测、水/气/土/生物微界面上污染物的转移转化规律、基于微界面过程的水、气、固等环境的污染控制等方面取得预期研究进展。本专栏所组织的稿件,即试图从不同角度反映我们所关注的环境微界面研究领域,并通过前期研究所获得的一些具体的科学数据和结果,对环境微界面过程给出进一步的认识。然而,由于本群体的研究工作还不够深入,这样一个专栏所发表的内容不论是对环境微界面的概念与内涵,还是在探索与创新上,都还是初步的和不成熟的。或者说,本专栏所反映的只是一个有待发展和完善的科学思路。由于本专栏作者水平有限,这些论文定有不少谬误之处,敬请读者批评指正。 衷心感谢《环境科学学报》编辑部为我们提供这样一个重要的平台和机会,感谢他们为本专栏组稿、编辑和出版所做出的辛苦努力！     

微界面理论及模式在环境水质学中的应用

介绍了微界面理论的核心内容及其在有机有毒化学品、悬浮沉积物、水处理药剂等环境水质学中的应用。     

美国2006～2011年水环境保护战略规划及启示

2006年美国EPA向国会提交了《2006～2011年环境保护战略规划》。其战略目标之二为"清洁安全的水",主要涉及了保障用水安全、保护水质、加强科学研究三大目标。其中,保障用水安全包括了饮用水安全、鱼类和贝类食用安全、游泳安全三个子目标;保护水质领域包括了改善流域水质和改善沿海、海洋水质两个子目标。围绕这些目标提出了具体战略指标和相应的实施措施,为实现"清洁安全的水"目标提供了有力保障。其规划编制思路和规划重点任务值得我国借鉴。     

环境微界面过程的原位和在线研究方法

环境微界面过程是污染物在各环境要素中迁移转化的基本过程,也是研究污染控制方法的基础.发展原位和在线研究方法,对于揭示污染物在环境微界面的迁移转化规律和进行污染控制过程的研究具有重要意义.本文基于环境微界面过程的基本特征,在针对多相环境催化的原位研究方法基础上,分析了用于环境微界面过程的原位和在线研究方法所面临的挑战和相应对策,主要介绍了红外光谱、拉曼光谱和质谱等技术在气固环境微界面过程原位研究中的应用,提出了发展环境微界面过程原位和在线研究方法体系的构想.     

气溶胶质谱仪在研究有机气溶胶环境微界面过程中的应用

有机气溶胶非均相和多相反应是复杂的微界面过程,它涉及气体的吸附、扩散、反应和解吸,传统的化学分析仪器不能提供完整实时的微界面过程的化学反应信息.气溶胶质谱仪是近年来发展起来用于实时分析颗粒物化学组分的重要仪器,它弥补了传统化学分析仪器,如GC/MS在实时分析上的不足,为研究有机气溶胶非均相化学反应的微界面过程提供了新的方法.本文旨在介绍气溶胶质谱仪的结构及其在研究有机气溶胶环境微界面过程中的应用.     

2019中国城市水环境与水生态发展大会专刊

改革开放40年,中国城市水环境经历了复杂而剧烈的变化,“质”成为这些变化的核心伤痛。我们承受了粗放式发展带来的任性之果、黑臭之殇,又在痛定思痛中回归理性和自然。为此,四十年来我们以水质改善为核心,紧紧围绕水质与健康、水质与循环、水质与生态三个关键问题,努力化解了发展与保护的矛盾、不断实现了从污染到清洁的质变,坚定践行山水林田湖综合治理的科学理念,水环境质量改善成为生态文明建设的亮丽风景。可以认为,当今中国水环境保护、治理和修复取得的巨大成就也是世界环境史上的一个伟大创举。
为了进一步探索和展望中国水环境水生态的现状、问题与未来,共商绿色城市水系统构建的战略、策略及其实践路径,2019年7月15—16日,中国城市科学研究会水环境与水生态分会联合中国工程科技发展战略四川研究院,主办了“首届中国城市水环境与水生态发展大会”。大会以城市水环境水生态的可持续绿色未来为主题,以系统化保护与治理为指导思想,下设水环境综合治理与水生态修复,未来城市水环境基础设施建设及安全运营,城市水处理技术创新、资源回收与循环利用,城市水生态环境管理与风险控制,工业园区水管理等5个议题,全面和深入地探讨了水环境治理新理念、新思路、新模式,交流了我国及国际相关领域的研究和应用进展,提出了若干具有建设性和现实性的观点和建议。
本期专刊所精选的是参会学者提交的45篇代表性论文,旨在从“四个维度”呈现给读者2019中国城市水环境与水生态发展大会交流的相关成果。其中,“横向维度”突出了常规污染物（如氮、磷、重金属等）深度消减及其与新兴污染物（如全氟化合物、微塑料、PPCPs等）协同去除的研究成果;“垂向维度”贯通了城市面源、地表水（水库、湿地）、地下水、污染底质等环境介质的研究成果;“轴向维度”覆盖了典型城市水质净化系统（饮用水净化系统、城市污水净化系统、垃圾渗沥液净化系统、工业园区水质净化系统）的研究成果;同时,也展示与三个维度有机关联的资源（如磷、污泥生物炭等）回收及循环利用方面的研究成果。上述论文50%以上是以城市水处理技术创新为主要内容,聚焦在新方法、新材料、新工艺等方面的最新研究进展。这些成果一方面体现了环境学者对认识和解决水环境生态问题的积极思考,也反映了他们在可持续城市水系统构建中的积极实践,也反映了我国城市水环境治理正在向着三水融合、生态完整、富有弹性的方向理性前进。
衷心感谢《环境科学学报》编辑部为我们提供这样一个重要的平台和机会,感谢他们为本专刊组稿、编辑和出版所做出的杰出贡献！
由于本专刊作者水平有限,论文难免有谬误之处,敬请读者批评指正。     

供水管网中微/纳米塑料的赋存及污染特性

微/纳米塑料具有分布广泛、粒径小、难降解、可吸附有毒物质等特性,其去除效果及对环境污染的现状尚不明晰,是当前研究热点和难点.本文从供水管网中微/纳米塑料的来源、分布规律及水质安全危害等角度,概述了全球范围内供水管网中微/纳米塑料的研究现状.结果表明,给水处理厂出厂水携带残留的微/纳米塑料颗粒进入供水管网,而塑料材质管道在水力、水质作用下(流速、机械磨损、消毒剂等)同样存在微/纳米塑料释放可能.微/纳米塑料自身的密度、电荷等固有特性影响了它在供水管网中的空间分布规律,且在饮用水输配过程中,微/纳米塑料可同有机物、微生物等物质反应,从而影响供水管网的水质安全.本文旨在提出未来的研究重点和方向,从而为进一步了解微/纳米塑料对饮用水安全的影响及如何控制其污染提供理论基础.     

城市住区景观水体补水方案设计及水质保障

水景观是城市住区的亮点,是人们的文化内涵和环境品位的要求,但由于水资源紧缺造成的补充水源短缺将成为限制小区景观水体建设的重要因素.因此,科学合理的补水及水体水质的合理保障对于水景观良好效果的发挥至关重要.本文在对不同地区城市住宅小区特点分析的基础上,对景观水体不同补水水源进行了分析比较,提出了补水水源的科学选择思路,提供了不同情况下景观水体补水的合理化建议及水质保障方案,并通过设计实例进行了分析说明.     

水敏性城市设计应用研究——以佛山市高明区荷城乡镇生态规划为例

21世纪是知识经济和全球经济一体化的世纪,经济活动和生态环境的相互影响日益加深,全球性人口增长、资源短缺、环境污染和生态恶化已成为人类面临的共同难题.水敏性城市设计的出现,为各国谋求经济社会与人口、资源、环协调发展提供了思路.水敏性城市设计的核心是可持续发展,是城市设计与城市水循环的管理、保护和保存的结合,确保城市水循环管理能够尊重自然水循环和生态过程.通过介绍国内外水敏性城市设计理念与实例,结合佛山市高明区荷城乡镇生态规划方案,把污水管道,雨水管道和道路设计,景观设计相融合,将节水技术与废水资源化融入到城市生态乡镇规划中,实现对水资源的完全利用和循环利用.     

城市水循环经济发展思路及体系构建

随着城市水循环经济性差、水资源供需失衡以及由此引发的水生态环境恶化等一系列问题的出现。迫切需要加强在城市水资源调控管理及水循环经济发展模式方面的探索与研究。在水资源紧缺、城市发展规模扩大的新形势下,运用可持续发展理论,从分析城市水循环经济的内涵入手,评述研究区水资源循环利用发展现状及存在的问题,提出解决思路并对城市水循环经济发展体系构建模式及保障途径进行探讨。     

国土空间规划中水生态空间及保护线的多维识别技术与应用

水资源短缺制约了很多城市的发展,而水资源的可持续利用潜力与承载能力与水生态空间密切相关。综合考虑水生态空间的系统性和完整性,以济南市为例界定了水生态系统的功能属性,明晰了水生态空间和水生态保护线的基本概念,利用GIS空间分析技术,并协同多种涉水规划,集成水生态系统的复杂功能,提出了水生态空间和水生态保护线划定技术方法,对于城市水生态系统保护及优化国土空间格局具有重要支撑作用。研究结果表明：济南市水生态保护线面积为1992.2 km²,水生态保护线面积仅占水生态空间的60.2%,两者的保护范围有明显差异。从不同维度表征了济南市水生态系统保护空间的分布特点,其中,陆域空间是保障水生态系统服务功能的重要组成部分,滨水岸线是水生态系统最脆弱的区域,水文化空间还有很大潜力有待挖掘,济南市在保障水安全和改善水环境等保护目标上面临较大压力。     

亲水生态城市及其模式探讨

水环境是城市形成的过程中不可缺少的要素。文章从水环境对城市发展的重要作用出发,提出亲水生态城市的概念以及亲水生态城市的建设模式,为城市的发展提供参考意见。     

敦煌市水资源的可持续利用及调控对策

在综合评价敦煌市水资源数量与质量及其时空变化规律和特点的基础上,指出自然条件对敦煌水环境影响较小,而导致近期水环境发生变化的主要因素是人类活动,特别是水利工程建设活动,造成了河水断流、地下水位大幅度下降、土地荒漠化加剧等生态环境问题。为保证敦煌社会经济的持续健康发展,实现水资源的高效利用,必须做好以下几方面的工作:①调整和优化产业结构,大力发展旅游等生态型低耗水产业;②强化水环境保护,严格控制地下水开采;③发展节水灌溉技术,提高水的利用率;④重视生态用水,确保生态环境建设;⑤尽快实施引哈济党工程,优化配置水资源。     

Restructuring water industry in China: towards sustainable urbanization

１　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎａｒｅｔｗｏｍａｉｎａｓｐｅｃｔｓｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｃｈｉｎａｈａｓｂｅｅｎｕｎｄｅｒｇｏｉｎｇｔｈｅｓｅｃｏｕｒｓｅｓ．ＩｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆＣｈｉｎｅｓｅｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｕｒｂａｎｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｏｔａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ２５－８１％ｉｎ１９８８ｔｏ２９－９２％ｉｎ１９９７（ＳＳＢ，１９９０；…     

石家庄地区近70年来伴随经济发展的水文环境变化分析

论文系统分析了石家庄地区70年来伴随社会经济发展的水资源开发历史,结合水文资料探讨了人类活动对区域水文环境变迁的影响。并通过对地下水采样,结合室内水化学和氚同位素测定,确认区域地下水补给来源主要是通过河道得到线状的垂向补给,和上游含水层的侧向补给两种天然途径。城市及工农业发展改变了区域水循环系统的补排结构。河流断流减少了地下水的垂向补给,造成地下水的补给源从原来的天然垂向补给和上游的侧向补给,变为单一的侧向补给。另一方面,大量开采地下水已成为区域地下水排泄的主要方式。其中用于农业灌溉的大部分以蒸发、蒸腾的形式耗散于大气,无法回补。地下水位的持续下降、地下水化学类型转变及其空间分布显示了水量和水质以及生态环境的变化。     

城市水资源综合风险评价指标体系与模型构建

水资源是城市形成、发展的必要条件,在自然和人类活动影响下,城市旱涝、缺水及水环境污染现象时有发生,水资源问题已严重阻碍了当今城市发展。在城市水资源风险评价方面,国内外学者已进行了大量的理论探索和实证研究,但方法模型尚未统一。本文在系统论述前人关于自然灾害与城市水资源、水环境风险分析与评估研究成果的基础上,基于城市灾害风险系统论的角度,提出一套适合中国城市水资源综合风险评估的指标体系;同时,对城市水资源综合风险管理模式作了一定的探讨和分析,拟为城市水资源安全规划和管理提供科学的决策依据。     

水资源约束下江苏省城镇开发安全预警

城镇规模的扩张离不开水资源的支撑,水资源承载力是影响城镇开发的重要因素。论文提出一种以水资源约束测算城镇开发度阈值及从"状态-趋势-效应"尺度进行开发度预警的方法,并以江苏省为例进行实证探索,最终划分综合预警分区。结果显示:到2020年,苏州、 无锡、 常州、 南京将成为重度预警区;徐州、 连云港为高度预警区;镇江、 扬州、 泰州、 南通为中度预警区;淮安、 宿迁、 盐城为轻度预警区。利用GM(1,1)模型和相关方程,对城镇开发度、 开发容量、 开发临界时点及开发后温度变化与碳汇损益定性定量化,进行整个开发过程的模拟,客观反映城镇开发安全变化的动态性,以期为政府制定差别化的开发政策和预警措施提供科学依据和理论支撑。     

不同季节中水回用于景观水体的藻类增长模拟

文章基于wASP的富营养化模型,模拟了在各季节中水回用于城市景观水体时,不同水质和换水周期条件下叶绿素a峰值和平衡浓度的变化情况.模拟结果表明:(1)在中水水质和换水周期一定时,水华风险在夏季最大,春秋季次之,冬季最小;(2)在夏季和春秋季节,叶绿素a平衡浓度随着换水周期的减小先升高后降低;并且当换水周期小于3天时,减...